激光切缝金刚石圆锯片的降噪机理研究

金刚石圆锯片切割石材过程中产生很大噪声。本文用CAD软件设计了不同细缝形状的锯片基体 ,用有限元软件ANSYS分析了锯片基体的模态 ,并结合噪声测试试验分析了激光切缝金刚石圆锯片的降噪机理。     

阻尼夹层消音金刚石圆锯片的锯切噪声特性

在切割过程中，金刚石圆锯片会产生剧烈的切割噪声，对周围环境产生相当大的污染，危及人们的身体健康。本文阐述了一般金刚石圆锯片切割噪声特性及阻尼夹层消音金刚石圆锯片阻尼降噪效果。研究表明：普通金刚石锯片的最强噪声峰出现在危害听损最严重的(NIPTS)4000Hz附近的3785．12Hz，声压级为101．29dB，切割噪声总声压级为106．58dB；阻尼夹层消音金刚石锯片噪声总声压级为86．69dB，比普通金刚石锯片总声压级降低19．89dB，降噪效果最好。普通金刚石锯片的噪声声压在30Pa以上，大于痛阔声压极限(20Pa)，噪声衰减时间大约为15～20s；而阻尼夹层消音金刚石锯片的声压在4Pa以下，噪声率减时间仅为Is。噪声阻尼增大500—3000倍。     

消音型金刚石圆锯片的研究动态

金刚石圆锯片在切割时产生的噪声对周围环境产生相当大的污染和危害。本文阐述了金刚石圆锯片产生噪声的机理,讨论了几种常用的消音措施,同时比较了几种消音措施的利弊,意在为研究和开发消音型锯片提供一定的参考。     

新型组合式金刚石圆锯片性能研究

提出一种切割幅面达到其直径2／3的新型组合式金刚石圆锯片基体。应用有限元分析软件ANSYS，针对直径Ф1800mm的新型组合式金刚石圆锯片，分析、计算其固有频率、变形和应力分布情况对工作性能的影响，并与普遍应用的金刚石圆锯片固有频率、振型、应力分布等进行比对分析。结果表明：组合式金刚石圆锯片最大变形0．2mm，表现在切向；最大第一主应力0.13920E＋08Pa，表现在辅助轮与切割外环接触部分及水槽处；固有频率及振型与普通金刚石圆锯片相近，能够满足加工质量要求。     

金刚石圆锯片不同转速下的横向振动分析

由于大直径金刚石圆锯片的径厚比>200,属于薄板类工具,所以抗弯能力有限。金刚石圆锯片在高速切削过程中常常引起振动,一旦该振动频率与其他外部激振频率发生共振,振幅将会快速增大。利用激光位移传感器,对金刚石圆锯片横向振动测量,研究其在不同转速范围内的横向振动问题。通过转速-振幅曲线,得出圆锯片的横向振幅与转速的变化规律。结果表明:锯片横向振幅随转速增加而增加。在锯片工作转速范围内,其振幅值较小,超过工作转速振幅急剧增加。内径100 mm,外径2300 mm的圆锯片在转速达到300 r/min时,振幅是外径800 mm圆锯片的3.5倍,外径3600 mm的圆锯片同等情况下振幅是外径800 mm圆锯片的7倍。      

辅助控制器对金刚石圆锯片锯切噪声的影响实验研究

通过在线监测金刚石圆锯片锯切花岗石时的噪声,分析了锯片锯切时噪声的变化。研究了利用外加辅助控制降低锯切噪声的方法,并分析了控制器对锯片的控制力、导向轮涂层硬度和控制器安装位置对噪声的影响。实验研究表明,外加辅助控制降低了锯切噪声,合适的控制力、较低的导向轮涂层硬度可明显降低噪声,控制器安装于锯片切入端较安装于中间位置降噪效果更明显。     

辅助控制器对金刚石圆锯片振动的影响研究

通过ANSYS建立了锯片-辅助控制器模型,并运用谐响应分析方法,主要分析了有无辅助控制器、不同刚度辅助控制器对锯片振动的影响。最后通过测量锯片-辅助控制器的系统幅频特性来验证仿真分析结论。仿真及实验结果表明:外加辅助控制对锯片在共振频率上的振动抑制效果相当显著,对非共振频率点上的振动也有一定的抑制效果。     

基于统计能量法的组合式金刚石圆锯片声压级研究

组合式金刚石圆锯片在进行硬脆性材料加工时容易产生振动并辐射噪声,基于统计能量法(SEA)建立花岗石锯切模型,考虑系统实际工程中的模态密度、内损耗因子、约束、激励及辐射区等条件,对组合式金刚石圆锯片噪声辐射水平进行频域历程的定量估计,并与现场实测结果进行对比。结果表明:基体外径460 ～1584 mm、厚度4.0 mm的9片组合式金刚石圆锯片的高频区声压级范围为88.3～102.3 dB,其峰值在高频区4000 Hz处;且1～5片组合式金刚石圆锯片的高频区声压级范围为79.5～99.2 dB,声压级随组合片数增加而不断增大,但整体递增幅度随片数增加而减小;厚度3.5～5.5 mm的组合式金刚石圆锯片的高频区声压级范围为86.1～104.7 dB,声压级随组合片厚度增加而不断增大,且4000 Hz峰值处的声压级有5.7 dB的差值。试验和模型结果较为吻合,证明了所建立的统计能量分析模型对锯片高频噪声声压级计算的可信性。      

激光切缝金刚石圆锯片的降躁机理研究

金刚石圆锯片切割石材过程中产生很大噪声。本文用CAD软件设计了不同细缝形状的锯片基体，用有限元软件ANSYS分析了锯片基体的模态，并结合噪声测试试验分析了激光切缝金刚石圆锯片的降噪机理。     

金刚石圆锯片节块的几何形状对其寿命的影响

本对金刚石锯片磨损机理进行了分析,讨论了目前石材领域广泛使用的几种典型的金刚石圆锯片节块的几何形状的优缺点,最后从理论的角度探讨,并改进了金刚石锯片节块的几何形状,阐述了制造该锯片的方法及优越性。     

金刚石圆锯片的振动可靠性及灵敏度分析

金刚石圆锯片锯切过程中,普遍存在严重的振动问题。采用随机概率有限元法对金刚石圆锯片进行可靠性分析,选用Monte-Carlo概率设计方法对?350 mm的金刚石圆锯片进行1000次循环抽样,对金刚石圆锯片的可靠性及灵敏度进行研究。研究结果表明:金刚石圆锯片的不可靠度随着阀值的增大而增加,对金刚石圆锯片的振动灵敏度影响最大的是金刚石圆锯片的厚度。这对于优化金刚石圆锯片的结构,提高金刚石圆锯片的使用寿命和锯切质量有着重要意义。      

圆锯片的有限元模态分析

针对金属冷热锯机锯片在锯切轧件过程中出现的振动问题 ,利用 MSC/ NASTRAN有限元软件 ,计算分析了各种参数对锯片模态的影响。从而为锯片的设计及其制造工艺的确定提供了可靠的参考依据 ,为最终解决生产中的实际问题发挥了重要作用     

特殊结构金刚石圆锯片的瞬态动力学分析

本文建立了多孔基体与非等弧长节块相组合的特殊结构金刚石圆锯片瞬态动力学模型,通过ANSYS软件对特殊结构金刚石圆锯片的有限元模型进行瞬态载荷响应计算,得出不同切削参数对锯片关键部位瞬态应力和变形的影响。分析结果表明,进给速度对锯片应力和变形影响最大,切削速度次之,切削深度最小。特殊结构金刚石圆锯片在变形、应力方面与普通结构金刚石圆锯片相比,都得到了较大改善。此分析对实际工程应用及进一步优化锯片结构具有一定的指导意义。     

金刚石锯片失效分析和强化方法

本文分析了金刚石锯片刀头失效的主要原因。采用扫描电子显微镜、能谱仪、硬度仪、光学显微镜等手段对金刚石锯片的刀头材料、微观组织及其与锯片耐磨性进行研究。研究结果表明,通过添加微量稀土合金元素后,细化了胎体合金晶粒组织,改善了胎体与金刚石的结合状况,可使胎体金属对金刚石的包镶致密、把持力明显增大;添加富铈稀土和铬合金元素的锯片胎体耐磨性都有提高,其中添加富铈稀土效果尤为明显。多种添加物的添加,其对耐磨性的增加作用也有叠加,其中添加稀土与铬合金元素的锯片磨损系数降低,提高了胎体合金的耐磨性,使其耐磨率降低了20％。     

金刚石圆锯片轴向变形测试系统的构建与实验研究

借助位移传感器、信号调理模块和数据采集卡等硬件,并应用NILabVIEW图形化编程软件构建了具有数据采集和分析处理等功能的金刚石圆锯片轴向变形在线监测虚拟仪器系统。利用该测试系统对锯切花岗石过程中金刚石圆锯片的轴向变形进行了实验研究,分析锯切参数对锯片轴向偏摆的影响。结果表明：锯切时,锯片的轴向偏摆随切深的增大而增大,随进给速度的增大而增大,且切深对轴向偏摆的影响较进给速度大。     

基于ANSYS Workbench金刚石圆锯片的力学分析

建立了干切金刚石圆锯片有限元分析模型,利用有限元软件ANSYS Workbench对高速旋转切削金刚石圆锯片进行应力分析。得出圆锯片在受离心力、锯切力和热载荷作用下的应力大小及分布规律。结果表明:根据第三强度理论,锯片干切时产生的应力为535 MPa,已经超出其安全许用应力,所以影响锯片寿命的最大因素是锯切热引起的热应力。离心力与锯切力共同作用时,能使径向热应力减小约3%,同时也会使切向热应力的压应力增大约0.4%。      

圆锯片–花岗石切割系统仿真研究

基于ANSYS/LS-DYNA建立圆锯片–花岗石切割系统的仿真模型,动态模拟锯切过程,并通过LS-PREPOST后处理获得锯切力、应力、位移等数据,将时域Z-加速度曲线经过FFT变换进行频谱分析。研究表明:锯切过程中,锯齿冲击力主要集中在X和Y方向,且锯切分力中,径向力贡献最大,轴向力贡献最小,越接近激励点应力水平越高,但远离激励点的应力交替变化更频繁,更易产生疲劳裂纹;其中,锯片轴向位移按正弦规律变化,且振动能量主要集中在齿通频率fz与高次谐波频率N×fz处。     

金刚石薄圆锯片基体的磨削工艺参数优化

针对金刚石薄圆锯片基体磨削表面质量控制问题,在数控卧轴圆台平面磨床上开展圆锯片基体磨削正交试验,研究磨削工艺参数对其端跳、平面度、同片厚度差的影响规律。结果表明:砂轮转速对端跳影响最显著,提高砂轮转速有利于减小端跳;工作台转速对平面度以及同片厚度差影响最显著,提高工作台转速有利于获得平整和光洁的表面。优化的磨削工艺参数组合是砂轮转速为1 500 r/min,进给速度为3 000 mm/min,工作台转速为250 r/min,磁力为90%。在此参数下,对金刚石圆锯片基体进行磨削,其磨后的端跳、平面度和同片厚度差分别为0.08、0.02和0.004 mm,远小于标准规定的0.12、0.08和0.020 mm,且无明显磨削损伤缺陷。      

金刚石圆锯片行波共振分析及优化

针对金刚石圆锯片工作时出现的共振和噪声问题,利用Workbench软件对直径600 mm空转的圆锯片进行行波共振和静力分析,研究圆锯片基体中的开孔和夹层对其行波共振的影响。结果表明：圆锯片基体上合理开孔可以规避行波共振,其中开雨滴型孔的圆锯片减振效果最好,其δ最大值为4.36%,远大于未开孔与开圆形流线型孔的0.09%和0.91%。进一步对开雨滴型孔的圆锯片的夹层进行优化,其δ值为7.58%,达到夹层前的近2倍,更不容易引起行波共振。同时,优化后的圆锯片变形和应力值变大,但远小于其许用应力值,表明其强度和刚度满足使用要求,不会造成疲劳失效。